Dioxyde de chlore

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Introduction

Dioxyde de chlore
Dioxyde de chlore
Général
Nom IUPAC
SynonymesOxyde de chlore

Peroxyde de chlore

Oxyde de chlore(IV)
N CAS10049-04-4
N EINECS233-162-8
N EE926
Apparencegaz rouge-jaune, d'odeur acre.
Propriétés chimiques
Formule bruteClO2
Masse molaire67,452 ± 0,003 g·mol
Propriétés physiques
T° fusion-59 °C
ébullition11 °C
Solubilitédans l'eau à 20 °C : 8 g·l
Masse volumique1,642 à 0 °C (liqide)

1,77 à -55 °C

Densité de vapeur : 2,3
Limites d’explosivité dans l’airen volume % dans l'air : >10
Pression de vapeur saturanteà 20 °C : 101 kPa
Thermochimie
ΔH°30 kJ·mol (1 atm, 11 °C)
Propriétés électroniques
1 énergie d'ionisation10,33 ± 0,02 eV (gaz)
Précautions
Directive 67/548/EEC
dioxyde de chlore

Très toxique

T+

Comburant

O

Dangereux pour l`environnement

N

Phrases R : 6, 8, 26, 34, 50,

Phrases S : (1/2), 23, 26, 28, 36/37/39, 38, 45, 61,
dioxyde de chlore . . . %

Toxique

T

Dangereux pour l`environnement

N

Phrases R : 25, 34, 50,

Phrases S : (1/2), 23, 26, 28, 36/37/39, 45, 61,
SIMDUT
C : Matière comburanteD1A : Matière très toxique ayant des effets immédiats gravesE : Matière corrosiveF : Matière dangereusement réactive

C, D1A, E, F,
SGH
SGH03 :SGH04 : GazSGH05 : CorrosifSGH06 : ToxiqueSGH09 : Danger pour le milieu aquatique

Danger

H270, H314, H330, H400, EUH006,

SGH05 : CorrosifSGH06 : ToxiqueSGH09 : Danger pour le milieu aquatique

Danger

H301, H314, H400,
InhalationTrès toxique
Peauprovoque des brûlures
Yeuxprovoque des brûlures
IngestionTrès toxique
Écotoxicologie
DL292 mg·kg (rat, oral)
Seuil de l’odoratbas : 0,1 ppm

haut : 15 ppm
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le dioxyde de chlore (ou bioxyde de chlore) est un gaz jaune rougeâtre, de formule ClO2, qui est l'un des divers oxydes connus du chlore. Le dioxyde de chlore est relativement stable dans ses états gazeux et liquide, mais prompt à exploser. En pratique, on ne l'utilise jamais à l'état pur.

Utilisations

  • Désinfectant
  • Blanchiment du papier, tissus, etc...
  • Traitement de farines alimentaires (E926).

Préparation

Le dioxyde de chlore peut être produit avec du chlorate de sodium en solution dans un acide fort par un réducteur par exemple du peroxyde d'hydrogène, du dioxyde de soufre , ou l'acide chlorhydrique,:

Ex:

2ClO3 + 2Cl + 4H   →   2ClO2 + Cl2 + 2H2O

Autres exemples:

2NaClO3 + 4HCl   →   2ClO2 + Cl2 + 2NaCl + 2H2O

Cette réaction a le défaut de produire du chlore, on peut la combiner avec la réaction suivante:

2 NaClO2 + Cl2   →   2 NaCl + 2 ClO2

Mais comme le chlorite de sodium NaClO2 est plus couteux à produire que le chlorate de sodium NaClO3, on préfère la réaction suivante:

5NaClO3 + 6HCl   →   6ClO2 + 5NaCl + 3H2O

Afin d'éviter la manipulation du chlorure d'hydrogène HCl, volatil et corrosif, une autre réaction utilise l'acide sulfurique H2SO4 moins cher et peu volatil.

5NaClO3 + 3H2SO4 + NaCl   →   6ClO2 + 3Na2SO4 + 3H2O

ou encore avec un réducteur plus puissant le sulfite de sodium Na2SO3 qui donne du dioxyde de soufre SO2 comme intermédaire.

H2SO4 + Na2SO3   →   Na2SO4 + H2O + SO2

puis:

2NaClO3 + SO2   →   2ClO2 + Na2SO4

au total:

2NaClO3 + H2SO4 + Na2SO3   →   2ClO2 + 2Na2SO4 + H2O

Pour diluer le bioxyde de chlore on peut utiliser un réducteur encore plus puissant l'oxalate de sodium Na2C2O4

2NaClO3 + 2H2SO4 + Na2C2O4   →   2ClO2 + 2Na2SO4 + 2CO2 + 2H2O

Le dioxyde de carbone CO2 produit dilue le dioxyde de chlore ce qui diminue le risque.

Le dioxyde de chlore peut être produit par action de chlorite de sodium et de chlore gazeux.
2 NaClO + Cl → 2 ClO + 2 NaCl. Il est explosif si sa concentration dans l’air dépasse 10%. Il ne peut donc pas être stocké et acheminé dans une station, il doit donc être préparé in situ.